JP2015221517A - Method for producing ceramic discharge vessel - Google Patents

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将満 村岡
Masamitsu Muraoka
将満 村岡
佳真 小荷田
Yoshimasa Konita
佳真 小荷田
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Iwasaki Denki KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for producing a ceramic discharge vessel, which enables accurate adjustment of a firing shrinkage ratio without causing ill effects to properties as a luminous tube with a simple method.SOLUTION: The method for producing a ceramic discharge vessel comprises: a slurry forming step of mixing alumina, an auxiliary, and water to form a slurry; a binder addition step of adding a binder to the slurry; a casting step of filling the slurry, to which a binder has been added, into a gypsum mold, holding the same for a specified time, drying, and demolding to form a molded body; a preliminary firing step of preliminarily firing the molded body at a relatively low temperature; and a main firing step of firing the preliminarily fired body formed in the preliminary firing step at a high temperature of 1600°C or more. The binder addition step includes a step of determining a binder content corresponding to a desired firing shrinkage ratio from a calibration curve showing a pre-determined relationship between the binder content and the firing shrinkage ratio.

Description

本発明は、高圧放電ランプ用のセラミックス製の放電容器の製造方法に関し、特に、焼成収縮を調整する技術に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic discharge vessel for a high-pressure discharge lamp, and more particularly to a technique for adjusting firing shrinkage.

近年、石英製の放電容器(発光管)の代わりに、透光性を有するセラミックス(以下、透光性セラミックス)製の放電容器に用いた高圧放電ランプが広く使用されている。透光性セラミックスは、石英と比較して耐熱性、耐食性に優れているため、これを用いた高圧放電ランプは、高効率及び高演色、更に長寿命など非常に優れた特性を得ることができる。   In recent years, high-pressure discharge lamps used in discharge containers made of translucent ceramics (hereinafter referred to as translucent ceramics) have been widely used instead of quartz discharge containers (arc tubes). Since translucent ceramics are superior in heat resistance and corrosion resistance compared to quartz, a high-pressure discharge lamp using the ceramics can obtain very excellent characteristics such as high efficiency, high color rendering, and long life. .

一般に、セラミックス製の放電容器の製造工程は、透光性アルミナ(αアルミナ)のスラリーを形成する工程と、スラリーから透光性アルミナの成形体を形成する工程と、成形体を焼成して透光性アルミナ焼結体を形成する工程を含む。   In general, a ceramic discharge vessel manufacturing process includes a step of forming a slurry of translucent alumina (α-alumina), a step of forming a molded body of translucent alumina from the slurry, and firing the molded body to transmit light. Forming a light alumina sintered body.

透光性アルミナの成形法として、スリップキャスト法、遠心キャスト法、押し出し成形法、プレス成形法、排泥鋳込み法(泥漿鋳込み方法)等が知られている。排泥鋳込み法では、石膏製の型にアルミナを含むスラリーを充填し、所定の時間保持する。石膏にスラリーの水分が吸収され、型の内面にスラリーの固形分が着肉する。次に、排泥(スラリーの除去)を行うと、型の内面に着肉したスラリーが残る。これを乾燥し、離型することにより、透光性アルミナの成形体が得られる。   As a molding method of translucent alumina, a slip casting method, a centrifugal casting method, an extrusion molding method, a press molding method, a waste mud casting method (a mud casting method), and the like are known. In the sludge casting method, a gypsum mold is filled with a slurry containing alumina and held for a predetermined time. The water content of the slurry is absorbed by the gypsum, and the solid content of the slurry deposits on the inner surface of the mold. Next, when the mud is removed (removal of the slurry), the slurried slurry remains on the inner surface of the mold. By drying and releasing this, a light-transmitting alumina molded body is obtained.

特開2006-62906号公報JP 2006-62906 JP 特開2007-331965号公報JP 2007-331965 A

セラミックス製の放電容器の製造では、焼成工程における収縮、即ち、焼成収縮が問題である。セラミックス製の放電容器の場合、焼成収縮率は、14〜16%である。焼成収縮率が一定であればよいが、変動すると様々な不具合が生じる。そこで、従来、焼成収縮率の変動を制御する技術が開発されている。   In the manufacture of a ceramic discharge vessel, shrinkage in the firing process, that is, firing shrinkage is a problem. In the case of a ceramic discharge vessel, the firing shrinkage is 14 to 16%. The firing shrinkage rate should be constant, but if it fluctuates, various problems occur. Thus, techniques for controlling fluctuations in the firing shrinkage have been developed.

特許文献1には、多層セラミックス基板に用いられるグリーンシートの割掛率(焼成収縮率)を制御する方法の例が記載されている。特許文献2には、セラミックス積層体に用いられるセラミックスシートの焼成収縮率を調整するための焼成収縮率調整ステップの例が記載されている。特許文献1、2には、セラミックスシートの焼成収縮率の調整方法については記載されているが、セラミックス製の放電容器の焼成収縮率の調整方法については記載されていない。   Patent Document 1 describes an example of a method for controlling the cracking rate (firing shrinkage rate) of a green sheet used for a multilayer ceramic substrate. Patent Document 2 describes an example of a firing shrinkage rate adjusting step for adjusting the firing shrinkage rate of a ceramic sheet used in a ceramic laminate. Patent Documents 1 and 2 describe a method for adjusting the firing shrinkage rate of the ceramic sheet, but do not describe a method for adjusting the firing shrinkage rate of the ceramic discharge vessel.

そこで、本発明の目的は、簡単な方法で、発光管としての特性に悪影響を生じさせることなく焼成収縮率を正確に調整することができる、セラミックス製の放電容器を製造する技術を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for manufacturing a ceramic discharge vessel that can accurately adjust the firing shrinkage rate without causing an adverse effect on the characteristics of the arc tube by a simple method. It is in.

本発明によると、セラミックス製の放電容器の製造方法において、
アルミナ、助剤、及び、水を混合してスラリーを生成するスラリー生成ステップと、
前記スラリーにバインダーを添加するバインダー添加ステップと、
前記バインダーを添加したスラリーを石膏型に充填し、所定の時間保持し、乾燥し、離型し、成形体を形成する鋳込み成形ステップと、
前記成形体を比較的低温で仮焼成する仮焼成ステップと、
前記仮焼成ステップにて形成された仮焼成体を1600℃以上の高温で焼成する本焼成ステップと、
を有し、
前記バインダー添加ステップは、予め求めたバインダー含有率と焼成収縮率の関係を示す校正曲線から、所望の焼成収縮率に対応するバインダー含有率を求める工程を含む。
According to the present invention, in a method for manufacturing a ceramic discharge vessel,
A slurry generating step of mixing alumina, an auxiliary agent, and water to generate a slurry;
A binder addition step of adding a binder to the slurry;
Filling the slurry added with the binder into a gypsum mold, holding for a predetermined time, drying, releasing, forming a molded body,
A pre-baking step of pre-baking the molded body at a relatively low temperature;
A main firing step of firing the temporary fired body formed in the temporary firing step at a high temperature of 1600 ° C. or higher;
Have
The binder adding step includes a step of obtaining a binder content corresponding to a desired firing shrinkage rate from a calibration curve indicating a relationship between a binder content rate and firing shrinkage rate obtained in advance.

本発明によると、前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記校正曲線はアルミナの製造ロット毎に求めてよい。   According to the present invention, in the method for manufacturing a ceramic discharge vessel, the calibration curve may be obtained for each alumina production lot.

本発明によると、前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記バインダーを添加したスラリーにおける全固形分に対するバインダー固形分比率は0.63〜5.82wt%であってよい。   According to the present invention, in the method for manufacturing the ceramic discharge vessel, the binder solid content ratio relative to the total solid content in the slurry to which the binder is added may be 0.63 to 5.82 wt%.

本発明によれば、簡単な方法で、発光管としての特性に悪影響を生じさせることなく焼成収縮率を正確に調整することができる、セラミックス製の放電容器を製造する技術を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a technique for manufacturing a ceramic discharge vessel that can accurately adjust the firing shrinkage rate without causing adverse effects on the characteristics of the arc tube by a simple method. .

図1Aは、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの構成の例を説明する図である。FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a configuration of a ceramic metal halide lamp according to the present embodiment. 図1Bは、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの放電容器の構成の例を説明する図である。Drawing 1B is a figure explaining an example of composition of a discharge vessel of a ceramic metal halide lamp concerning this embodiment. 図2は、本実施形態に係る高圧放電ランプ用のセラミックス製の放電容器の製造方法の例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing a ceramic discharge vessel for a high-pressure discharge lamp according to this embodiment. 図3Aは、本願の発明者が実施した実験により得られたバインダー含有率と焼成収縮率の関係の例を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing an example of the relationship between the binder content and the firing shrinkage obtained by experiments conducted by the inventors of the present application. 図3Bは、本発明に係わるセラミックメタルハライドランプの放電容器の製造方法において、バインダー含有率を決定する工程を説明するための説明図である。FIG. 3B is an explanatory diagram for explaining a step of determining the binder content in the method for manufacturing a discharge vessel for a ceramic metal halide lamp according to the present invention.

以下、本発明に係る実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1Aを参照して本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの一例を説明する。セラミックメタルハライドランプ100は、透光性外管111と、端部の口金112と、透光性外管111の内部のほぼ中央に配置されたセラミックス製の放電容器130を有する。透光性外管111の内部は圧力10Pa以下の高真空に保持される。本実施形態のセラミックメタルハライドランプ100は、図示のように口金112を上にして垂直に装着される。   An example of a ceramic metal halide lamp according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1A. The ceramic metal halide lamp 100 includes a translucent outer tube 111, an end cap 112, and a ceramic discharge vessel 130 disposed substantially in the center of the translucent outer tube 111. The inside of the translucent outer tube 111 is maintained in a high vacuum at a pressure of 10 Pa or less. The ceramic metal halide lamp 100 of this embodiment is mounted vertically with the base 112 facing upward as shown.

放電容器130の周囲に透光性スリーブ108が設けられ、その外側に、金属製のフレーム109が設けられている。放電容器130の上側には、始動器110が設けられている。フレーム109の上端には、ゲッタ113が装着されている。   A translucent sleeve 108 is provided around the discharge vessel 130, and a metal frame 109 is provided outside thereof. A starter 110 is provided on the upper side of the discharge vessel 130. A getter 113 is attached to the upper end of the frame 109.

フレーム109は、下端のマウント支持板114と上端のステム115の導入線と接続しており、それによって、位置固定される。フレーム109は位置固定用の部材であると同時に電気的接続用の部材を兼ねており、図示しない外部給電システムからの電力をステム115の導入線を介して放電容器130に供給する。   The frame 109 is connected to the lower end mounting support plate 114 and the upper end stem 115 lead-in line, thereby fixing the position. The frame 109 serves not only as a position fixing member but also as a member for electrical connection, and supplies power from an external power supply system (not shown) to the discharge vessel 130 via an introduction line of the stem 115.

図1Bを参照して放電容器130の構造を説明する。放電容器130は中央の発光部130Cとその両端の細管部130A、130Bを有する。細管部130A、130Bには、電流導入体120a、120bがそれぞれ装着されている。電流導入体120a、120bは、タングステン電極123、電流供給体122、及び、リード線121を有する。タングステン電極123は放電容器130の発光部130Cに配置されている。電流供給体122は、耐ハロゲン性中間材122aと導電性サーメット棒122bからなる。   The structure of the discharge vessel 130 will be described with reference to FIG. 1B. The discharge vessel 130 has a central light emitting portion 130C and narrow tube portions 130A and 130B at both ends thereof. Current introduction bodies 120a and 120b are mounted on the thin tube portions 130A and 130B, respectively. The current introduction bodies 120 a and 120 b include a tungsten electrode 123, a current supply body 122, and a lead wire 121. The tungsten electrode 123 is disposed in the light emitting unit 130 </ b> C of the discharge vessel 130. The current supply body 122 includes a halogen-resistant intermediate material 122a and a conductive cermet rod 122b.

リード線121は導電性サーメット棒122bの先端に接続されている。リード線121と導電性サーメット棒122bの接続部は補強材131によって囲まれている。リード線121は細管部130A、130Bの両端より突出している。   The lead wire 121 is connected to the tip of the conductive cermet rod 122b. The connecting portion between the lead wire 121 and the conductive cermet rod 122b is surrounded by a reinforcing member 131. The lead wire 121 protrudes from both ends of the thin tube portions 130A and 130B.

放電容器130の内部には、発光物質と、水銀および不活性ガスが封入されている。不活性ガスは例えば希ガスであるが本実施例ではアルゴンである。セラミックメタルハライドランプを点灯させると、放電容器130内における放電により、発光物質が加熱され、その一部が蒸発して放電により励起され、発光する。発光物質の残りの部分は、放電容器130の底部の最冷部に液相状態でプールされる。液相の発光物質の一部は蒸発し、放電容器130の内部を対流により循環し、底部の最冷部に戻る。ランプの点灯中はこのようなサイクルが繰り返される。   Inside the discharge vessel 130, a luminescent material, mercury and an inert gas are enclosed. The inert gas is, for example, a rare gas, but is argon in this embodiment. When the ceramic metal halide lamp is turned on, the luminescent material is heated by the discharge in the discharge vessel 130, and a part thereof is evaporated and excited by the discharge to emit light. The remaining part of the luminescent material is pooled in the liquid phase in the coldest part at the bottom of the discharge vessel 130. A part of the liquid phase luminescent material evaporates, circulates inside the discharge vessel 130 by convection, and returns to the coldest part at the bottom. Such a cycle is repeated while the lamp is on.

図2を参照して、本実施形態に係る高圧放電ランプ用のセラミックス製の放電容器の製造方法の例を説明する。先ず、ステップS101にて、原材料を秤量する。本実施形態では、原材料として、アルミナ粉末と助剤(酸化マグネシウム)を用いる。ステップS102にて、スラリーを生成する。アルミナ粉末、助剤、及び、水を混合した原材料を容器に入れ、ボールミルにて10時間混合を行い、スラリーを生成する。有機系の分散剤、可塑剤、溶剤等を添加してもよい。ステップS103にて、バインダー添加を行う。スラリーを別の容器に移し、バインダーを加え、更に混合する。ここで、バインダー含有率の決定方法は後に詳細に説明する。   With reference to FIG. 2, the example of the manufacturing method of the ceramic discharge container for high pressure discharge lamps concerning this embodiment is demonstrated. First, in step S101, raw materials are weighed. In this embodiment, alumina powder and an auxiliary agent (magnesium oxide) are used as raw materials. In step S102, a slurry is generated. A raw material in which alumina powder, auxiliary agent, and water are mixed is put into a container, and mixed in a ball mill for 10 hours to produce a slurry. Organic dispersants, plasticizers, solvents and the like may be added. In step S103, a binder is added. Transfer the slurry to another container, add the binder and mix further. Here, the method for determining the binder content will be described in detail later.

ステップS104にて、スラリーの調整を行う。スラリーをナイロン製の篩にかけ、一定以上の大きさのアルミナ塊を除去する。更に、真空脱泡装置によりスラリーの気泡を除去する。   In step S104, the slurry is adjusted. The slurry is passed through a nylon sieve to remove an alumina lump of a certain size or more. Further, bubbles in the slurry are removed by a vacuum defoaming device.

ステップS105にて、鋳込み成形を行い、成形体を得る。先ず、スラリーを石膏型に充填し、所定の時間保持する。石膏にスラリーの水分が吸収され、型の内面にスラリーの固形分が着肉する。次に、排泥(スラリーの除去)を行うと、型の内面に着肉したスラリーが残る。これを乾燥し、離型し、成形体が得られる。   In step S105, cast molding is performed to obtain a molded body. First, the slurry is filled into a gypsum mold and held for a predetermined time. The water content of the slurry is absorbed by the gypsum, and the solid content of the slurry deposits on the inner surface of the mold. Next, when the mud is removed (removal of the slurry), the slurried slurry remains on the inner surface of the mold. This is dried and released to obtain a molded body.

ステップS106にて、成形体の仮焼成を行い、仮焼成体を得る。仮焼成は比較的低温にて行う。例えば、10時間をかけて950℃まで昇温し、その温度で30分間保持する。   In step S106, the molded body is temporarily fired to obtain a temporarily fired body. Pre-baking is performed at a relatively low temperature. For example, the temperature is raised to 950 ° C. over 10 hours and held at that temperature for 30 minutes.

ステップS107にて、本焼成を行い、焼結体を得る。本焼成は比較的高温にて行う。例えば、1600℃以上の高温で焼成する。本実施形態では、一次本焼成と二次本焼成の2回の本焼成を行う。一次本焼成は、ドライ水素雰囲気で行う。二次本焼成は、空気中で行う。尚、二次本焼成は酸素を含んだウェット水素雰囲気又は真空雰囲気で行なってもよい。   In step S107, main firing is performed to obtain a sintered body. The main baking is performed at a relatively high temperature. For example, baking is performed at a high temperature of 1600 ° C. or higher. In the present embodiment, two main firings, a primary main firing and a secondary main firing, are performed. The primary main firing is performed in a dry hydrogen atmosphere. Secondary firing is performed in air. Note that the secondary firing may be performed in a wet hydrogen atmosphere or a vacuum atmosphere containing oxygen.

本焼成を2回行う理由は、ドライ水素雰囲気での焼成だけではアルミナに低次酸化物が生成され易いからである。低次酸化物が生成されると、焼結体は黒っぽく着色し全光線透過率が低下する。しかしドライ水素雰囲気での焼成の後に酸素を含んだ空気中での焼成を行うことにより、低次酸化物を低減させることができる。そのため、焼結体の着色がなくなり全光線透過率を向上させることができる。   The reason for performing the main calcination twice is that a low-order oxide is easily generated in alumina only by calcination in a dry hydrogen atmosphere. When the low-order oxide is generated, the sintered body is colored black and the total light transmittance is lowered. However, low-order oxides can be reduced by performing baking in air containing oxygen after baking in a dry hydrogen atmosphere. Therefore, coloring of the sintered body is eliminated and the total light transmittance can be improved.

本発明の概念について説明する。ステップS107の本焼成の工程では、仮焼体が焼成収縮する。ここで、焼成収縮率は、次の式によって表される。
焼成収縮率=(L0−L)/L0
0は、ステップS106により得られた仮焼成体の全長(両端の細管部130A、130Bの外端の間の距離に相当)である。Lは、ステップS107により得られた焼結体の全長である。焼成収縮率が大きく変動する場合には、ステップS105の鋳込み成形にて用いる石膏型を交換する必要がある。しかしながら、この作業は工程と時間の無駄となる。従って、焼成収縮率は常に一定であることが好ましい。
The concept of the present invention will be described. In the main firing step of Step S107, the calcined body is fired and contracted. Here, the firing shrinkage rate is expressed by the following equation.
Firing shrinkage rate = (L 0 −L) / L 0
L 0 is the total length of the temporarily fired body obtained in step S106 (corresponding to the distance between the outer ends of the narrow tube portions 130A and 130B at both ends). L is the total length of the sintered body obtained in step S107. When the firing shrinkage ratio fluctuates greatly, it is necessary to replace the gypsum mold used in the casting molding in step S105. However, this work is a waste of process and time. Therefore, it is preferable that the firing shrinkage rate is always constant.

一般に、焼成収縮が起きる要因はバインダーにあると考えられる。仮焼成によってバインダーが消失し、多数の微小な空洞が生成される。本焼成において、これらの微小な空洞が消失し、それに相当する体積だけ、焼成収縮が起きると考えられる。尚、バインダー以外に有機系の分散剤、可塑剤、等を添加する場合には、これらの添加剤も焼成収縮に寄与すると考えられる。しかしながら、本実施形態では、添加剤はバインダーと比較して十分に少ないため、考慮しなくてもよい。   In general, it is considered that the cause of firing shrinkage is the binder. The binder disappears by the preliminary firing, and a large number of minute cavities are generated. In the main firing, it is considered that these minute cavities disappear and firing shrinkage occurs in the volume corresponding to the voids. In addition, when adding an organic dispersing agent, a plasticizer, etc. other than a binder, it is thought that these additives also contribute to baking shrinkage. However, in this embodiment, since the additive is sufficiently smaller than the binder, it may not be considered.

バインダー含有率が一定なら、焼成収縮率は変動しないはずである。しかしながら、バインダー含有率が一定でも、実際には焼成収縮率は変動する。尚、焼成収縮率の変動に影響を与えるものとして、焼成条件等があるが、これらは一定であると仮定する。   If the binder content is constant, the firing shrinkage should not fluctuate. However, even if the binder content is constant, the firing shrinkage actually varies. Note that there are firing conditions and the like that affect the fluctuation of the firing shrinkage rate, and these are assumed to be constant.

次に、焼成収縮率が変動する要因を考察する。本願の発明者は、アルミナ粉末に着目した。放電容器の製造工程では、アルミナ粉末の成分及び組成が同一でも、アルミナ粉末の製造ロットが異なると、焼成収縮率が変動することが知られている。これは、製造ロットが異なると、アルミナの粒子径、粒度分布、等が異なることに起因すると考えられる。   Next, factors that cause the firing shrinkage to fluctuate will be considered. The inventors of the present application have focused on alumina powder. In the discharge vessel manufacturing process, it is known that the firing shrinkage varies when the alumina powder manufacturing lot is different, even if the components and composition of the alumina powder are the same. This is considered to be due to the fact that different production lots have different alumina particle sizes, particle size distributions, and the like.

本願の発明者は、焼成収縮率の変動を抑制する手段を鋭意考察した。即ち、アルミナ粉末の製造ロットが異なっても、焼成収縮率の変動を抑制することができる方策を鋭意考察した。本願の発明者は、焼成収縮率の変動を抑制するためのパラメータとしてバインダー含有量に着目した。以下に、本願の発明者が行った実験について説明する。   The inventor of the present application has intensively studied means for suppressing fluctuations in the firing shrinkage rate. In other words, the inventors have intensively studied measures that can suppress fluctuations in the firing shrinkage rate even when the production lots of alumina powder are different. The inventor of the present application focused on the binder content as a parameter for suppressing fluctuations in the firing shrinkage rate. Below, the experiment which the inventor of this application performed is demonstrated.

図3Aは、本願の発明者が行った実験の結果を示す。本願の発明者は、バインダー含有量を変化させて、焼成収縮率を測定した。バインダーとして市販のアクリル樹脂系のバインダーを用いた。バインダー以外の有機系の分散剤、可塑剤、等は一定である。図3の横軸はスラリーのバインダー含有率(wt%)、縦軸は焼成収縮率(%)である。   FIG. 3A shows the results of an experiment conducted by the inventors of the present application. The inventor of the present application measured the baking shrinkage rate by changing the binder content. A commercially available acrylic resin binder was used as the binder. Organic dispersants, plasticizers, etc. other than the binder are constant. The horizontal axis in FIG. 3 is the binder content (wt%) of the slurry, and the vertical axis is the firing shrinkage (%).

2つのアルミナロットについて、バインダー含有率と焼成収縮の関係を測定した。この実験の結果では、バインダー含有率を増加させると、焼成収縮率は略直線的に増加することが判る。以下に、このグラフを校正曲線と称することとする。校正曲線は、アルミナロット毎に異なる。ここでは、2つのアルミナロットについて校正曲線を求めたが、高圧放電ランプ用のセラミックス製の放電容器の製造工程にて用いる全てのアルミナロットについて、予め、校正曲線を求める。それによって、原料であるアルミナ粉体の製造ロットが変化しても、常に所望の焼成収縮率を得るためのバインダー含有率が得られる。バインダー含有率が得られたら、バインダーの添加量を計算することができる。   The relationship between binder content and firing shrinkage was measured for two alumina lots. From the results of this experiment, it can be seen that when the binder content is increased, the firing shrinkage rate increases substantially linearly. Hereinafter, this graph is referred to as a calibration curve. The calibration curve is different for each alumina lot. Here, although the calibration curve was calculated | required about two alumina lots, a calibration curve is previously calculated | required about all the alumina lots used in the manufacturing process of the ceramic discharge containers for high pressure discharge lamps. Thereby, even if the production lot of the alumina powder as a raw material changes, the binder content for always obtaining a desired firing shrinkage rate can be obtained. Once the binder content is obtained, the amount of binder added can be calculated.

図3Bを参照して、本実施形態によるバインダー含有率を決める方法の例を説明する。本願の発明者は、放電容器の製造に用いるアルミナロットの各々について、予め校正曲線を求めた。ここでは、アルミナロットA、B、Cの3つのロットについて、校正曲線を求めた。図示のように、校正曲線はいずれも直線とした。実線の直線はアルミナロットA、破線の直線はアルミナロットB、一点破線の直線はアルミナロットC、の校正曲線である。所望の焼成収縮率の値が与えられた場合には、これらの校正曲線から、スラリーのバインダー含有率を読み取ることができる。   With reference to FIG. 3B, the example of the method of determining the binder content rate by this embodiment is demonstrated. The inventor of the present application previously obtained a calibration curve for each of the alumina lots used for manufacturing the discharge vessel. Here, calibration curves were obtained for three lots of alumina lots A, B, and C. As shown in the figure, the calibration curves were all straight lines. The solid line is the calibration curve for alumina lot A, the dashed line is the calibration curve for alumina lot B, and the dashed line is the calibration curve for alumina lot C. If the desired firing shrinkage value is given, the binder content of the slurry can be read from these calibration curves.

例えば、所望の焼成収縮率の値をy1とする。アルミナロットAを用いてスラリーを調整した場合にはバインダー含有率はx1、アルミナロットBを用いてスラリーを調整した場合にはバインダー含有率はx2、アルミナロットCを用いてスラリーを調整した場合にはバインダー含有率はx3となる。バインダー含有率が得られたら、バインダー添加量を計算することができる。本実施形態によると、アルミナロットが変化しても、バインダー含有率を変化させることによって所望の焼成収縮率を維持することができる。   For example, a desired firing shrinkage value is y1. When the slurry is prepared using alumina lot A, the binder content is x1, when the slurry is prepared using alumina lot B, the binder content is x2, and when the slurry is prepared using alumina lot C. The binder content is x3. Once the binder content is obtained, the amount of binder added can be calculated. According to this embodiment, even if the alumina lot changes, the desired firing shrinkage can be maintained by changing the binder content.

図3A及び図3Bの横軸のバインダー含有率(wt%)は、ステップS103のバインダー添加後のスラリーの総重量に対するバインダーの重量百分率である。しかしながら、上述の実験にて用いた市販のバインダーは、固形分40wt%、水分60wt%のスラリー状であった。従って、バインダー固形分含有率(wt%)は、バインダー含有率(wt%)より小さい。バインダー含有率(wt%)をバインダー固形分含有率(wt%)に換算するにはバインダー含有率(wt%)に0.4を乗算すればよい。例えば、バインダー含有率(wt%)をxとし、バインダー固形分含有率(wt%)をB1とするとき、B1=0.4x(wt%)である。   The binder content (wt%) on the horizontal axis in FIGS. 3A and 3B is the weight percentage of the binder with respect to the total weight of the slurry after the addition of the binder in step S103. However, the commercially available binder used in the above experiments was in the form of a slurry having a solid content of 40 wt% and a moisture content of 60 wt%. Accordingly, the binder solid content (wt%) is smaller than the binder content (wt%). In order to convert the binder content (wt%) into the binder solid content (wt%), the binder content (wt%) may be multiplied by 0.4. For example, when the binder content (wt%) is x and the binder solid content (wt%) is B1, B1 = 0.4x (wt%).

次に、バインダー添加後のスラリーの全固形分に対するバインダー固形分比率(wt%)を求める。バインダー含有率(wt%)をxとすると、残余のスラリーの重量百分率は(100−x)となる。スラリーの固形分はアルミナである。ステップS102にて生成されたスラリーにおけるアルミナの含有率は64wt%であった。従って、バインダー添加後のスラリーにおけるアルミナの重量百分率は(100−x)×0.64となる。バインダー添加後のスラリーの全固形分はアルミナとバインダー固形分であり、(100−x)×0.64+0.4xである。バインダー添加後のスラリーの全固形分に対するバインダー固形分比率(wt%)をB2とするとき、B2は次に式1によって表される。
B2=0.4x÷{(100−x)×0.64+0.4x}×100(wt%):式1
Next, the binder solid content ratio (wt%) to the total solid content of the slurry after the binder is added is determined. When the binder content (wt%) is x, the weight percentage of the remaining slurry is (100−x). The solid content of the slurry is alumina. The content of alumina in the slurry generated in step S102 was 64 wt%. Therefore, the weight percentage of alumina in the slurry after addition of the binder is (100−x) × 0.64. The total solid content of the slurry after the binder addition is alumina and binder solid content, which is (100−x) × 0.64 + 0.4x. When the binder solid content ratio (wt%) to the total solid content of the slurry after adding the binder is B2, B2 is represented by the following equation (1).
B2 = 0.4x ÷ {(100−x) × 0.64 + 0.4x} × 100 (wt%): Formula 1

上述の実験結果からバインダー含有率が1〜9%の範囲であれば本焼成後のセラミックス焼結体は放電容器としての特性に問題がないことが分かった。バインダー含有率1〜9%を上述の式1を用いて、全固形分に対するバインダー固形分比率に換算すると、0.63〜5.82wt%となる。従って、バインダー固形分比率の範囲が0.63〜5.82wt%のとき、本焼成後のセラミックス焼結体が放電容器としての特性に問題を生じないと言える。   From the above experimental results, it was found that if the binder content is in the range of 1 to 9%, the sintered ceramic body after the main firing has no problem in characteristics as a discharge vessel. When the binder content of 1 to 9% is converted into the binder solid content ratio with respect to the total solid content using the above-described formula 1, it becomes 0.63 to 5.82 wt%. Therefore, when the range of the binder solid content ratio is 0.63 to 5.82 wt%, it can be said that the sintered ceramic body after the main firing does not cause a problem in characteristics as a discharge vessel.

以上、本実施形態に係るセラミックス製の放電容器の製造について説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の記載によって定められる。   As mentioned above, although manufacture of the discharge vessel made from ceramics concerning this embodiment was explained, these are illustrations and do not restrict the range of the present invention. Additions, deletions, changes, improvements, and the like that can be easily made by those skilled in the art to the present embodiment are within the scope of the present invention. The technical scope of the present invention is defined by the appended claims.

100…セラミックメタルハライドランプ、108…透光性スリーブ、109…フレーム、110…始動器、111…透光性外管、112…口金、113…ゲッタ、114…マウント支持板、115…ステム、120a、120b…電流導入体、121…リード線、122…電力供給導体、122a…耐ハロゲン性中間材、122b…導電性サーメット、123…タングステン電極、130…放電容器、130C…発光部、130A、130B…細管部、131…補強材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Ceramic metal halide lamp, 108 ... Translucent sleeve, 109 ... Frame, 110 ... Starter, 111 ... Translucent outer tube, 112 ... Base, 113 ... Getter, 114 ... Mount support plate, 115 ... Stem, 120a, 120b ... Current introducing member, 121 ... Lead wire, 122 ... Power supply conductor, 122a ... Halogen resistant intermediate material, 122b ... Conductive cermet, 123 ... Tungsten electrode, 130 ... Discharge vessel, 130C ... Light emitting part, 130A, 130B ... Narrow tube part, 131 ... Reinforcing material

Claims (3)

セラミックス製の放電容器の製造方法において、
アルミナ、助剤、及び、水を混合してスラリーを生成するスラリー生成ステップと、
前記スラリーにバインダーを添加するバインダー添加ステップと、
前記バインダーを添加したスラリーを石膏型に充填し、所定の時間保持し、乾燥し、離型し、成形体を形成する鋳込み成形ステップと、
前記成形体を比較的低温で仮焼成する仮焼成ステップと、
前記仮焼成ステップにて形成された仮焼成体を1600℃以上の高温で焼成する本焼成ステップと、
を有し、
前記バインダー添加ステップは、予め求めたバインダー含有率と焼成収縮率の関係を示す校正曲線から、所望の焼成収縮率に対応するバインダー含有率を求める工程を含む、放電容器の製造方法。
In the method for manufacturing a ceramic discharge vessel,
A slurry generating step of mixing alumina, an auxiliary agent, and water to generate a slurry;
A binder addition step of adding a binder to the slurry;
Filling the slurry added with the binder into a gypsum mold, holding for a predetermined time, drying, releasing, forming a molded body,
A pre-baking step of pre-baking the molded body at a relatively low temperature;
A main firing step of firing the temporary fired body formed in the temporary firing step at a high temperature of 1600 ° C. or higher;
Have
The binder adding step includes a step of obtaining a binder content corresponding to a desired firing shrinkage rate from a calibration curve indicating a relationship between a binder content rate and a firing shrinkage rate obtained in advance.
請求項1記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記校正曲線はアルミナの製造ロット毎に求めることを特徴とする放電容器の製造方法。
In the manufacturing method of the discharge vessel made of ceramics according to claim 1,
The method for producing a discharge vessel, wherein the calibration curve is obtained for each production lot of alumina.
請求項1又は2記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記バインダーを添加したスラリーにおける全固形分に対するバインダー固形分比率は0.63〜5.82wt%であることを特徴とする放電容器の製造方法。
In the manufacturing method of the discharge vessel made of ceramics according to claim 1 or 2,
The method for producing a discharge vessel, wherein the binder solid content ratio to the total solid content in the slurry to which the binder is added is 0.63 to 5.82 wt%.
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